吸力式沉箱基础极限拉拔承载力的数值分析

作为新型的深水海洋基础型式,吸力式沉箱基础被广泛地用于系泊深水海洋设施中,从而承受巨大的倾斜上拔荷载。在上拔荷载水平分量与竖向分量的共同作用下,吸力式沉箱的承载特性及其工作性能评价是海洋工程设计与建设中的关键技术问题之一。然而现有的理论分析与试验研究并不能满足工程实践的需要,因此,对吸力式沉箱基础的极限承载力分析建立了有限元数值计算方法。当沉箱基础在快速拔出过程中,正常固结黏土处于完全不排水状态,沉箱基础发生整体破坏时表现出反向地基承载力失稳模式,此时沉箱基础所发挥的极限承载能力往往最大。为此,在数值计算中直接假定沉箱基础及其周围土体处于完全不排水状态,针对不同的沉箱长径比,分别确定了在竖向上拔荷载和水平拉拔的单独作用下沉箱基础极限承载力。对比发现:竖向上拔极限承载力有限元解能够较好地与理论计算结果相符合,而水平极限承载力解与理论计算结果存在一定的差异。

酚醛防火纤维板-自攻螺钉拉拔锚固性能试验研究

采用拉拔试验的方法研究了以一种新型外挂墙板材料-酚醛防火纤维板为基材的自攻螺钉拉拔锚固性能,探究了自攻螺钉直径、自攻螺钉钻入基材的深度对拉拔极限承载力的影响规律,并且研究了当不同间距下两个螺钉同时拉拔时的拉拔极限承载力与单个螺钉拉拔时的拉拔极限承载力之间的关系。最后,拟合出单个自攻螺钉拉拔承载力计算公式及适用范围,并给出相邻自攻螺钉的合适构造间距。

PBL与PZ型剪力连接件抗拉拔性能试验

采用12个PBL和3个PZ型剪力连接件试件,通过一套自主设计的单调加载装置,进行极限抗拉拔承载力、相对位移、剪力键应变和破坏模式的测试试验,比较了开孔大小、埋置深度以及剪力键类型对试件极限抗拉拔承载力、初始开裂荷载和破坏模式的影响;并根据试验结果拟合了PBL剪力键极限抗拉拔承载力的计算公式。研究结果表明:加大孔径能直接提高PBL剪力键的极限抗拉拔承载力,当孔径由0 mm增长到30 mm,极限抗拉拔承载力增长率最大可达34.5%;埋置深度的增加较孔径能更显著地提升剪力键的极限抗拉拔承载力,当埋深由110mm增长至225 mm,PBL和PZ型剪力连接件对应的极限抗拉拔承载力的增长率可分别达到224%和165%;PZ型剪力连接件较相同埋深的PBL剪力键有更大的极限抗拉拔承载力,同时由于其良好的疲劳性能,不同几何尺寸和构造的PZ型剪力连接件力学性能的研究工作有待进一步开展。

CFRP加固PBL剪力连接件的抗拉拔性能试验

试验共制作了8个试件,其中包含4个CFRP加固后的PBL剪力连接件与4个未加固的PBL剪力连接件。使用一套液压加载装置进行了测试试验,测得了试件的极限抗拉拔承载力、相对位移,观察分析了试件的破坏模式,并比较了CFRP加固前后不同埋置深度对试件极限抗拉拔承载力、初始开裂荷载以及破坏模式的影响。试验结果表明:CFRP加固后,PBL剪力连接件的抗拉拔性能显著提升,加固前后试件的极限抗拉拔承载力最高可增加66.9%;不同埋置深度CFRP加固的效果不同,埋置深度较浅的PBL剪力连接件的加固效果优于埋置深度较深的PBL剪力连接件。

拉格朗日差分法的预应力锚杆数值模拟与应用

深基坑预应力锚杆的极限拉拔承载力的确定是预应力锚杆设计成功与否的关键因素之一。运用快速拉格朗日差分法模拟深基坑中单根预应力锚杆的加固作用机理,分析各个参数对锚杆拉拔力的影响。数值模拟结果表明,随着注浆压力的增加,锚杆的极限承载力相应增大;锚杆的极限承载力随着锚杆锚固段长度的增加呈非线性增长。以实际工程为例对不同岩性的锚杆拉拔试验进行分析,数值模拟结果与现场试验数据吻合较好,为深基坑工程中预应力锚杆的数值模拟计算参数的选取和锚杆设计应用提供参考依据。

快凝无机植筋胶栓的锚固强度与锚固刚度试验研究

开发出一种新型快凝无机植筋胶栓,并分析了其植筋机理。通过试验确定其胶凝材料的配合比,对胶凝材料的抗压强度和凝结时间进行了研究。通过在混凝土试块上的植筋拉拔试验,对比不同条件下的植筋极限拉拔承载力,分析各因素对锚固强度的影响,量测部分植筋试件的滑移量并绘制荷载-位移曲线。试验表明:在合理的植筋天数和锚固深度下,该新型快凝无机植筋胶栓在水平面、竖直面和仰面都有较好的锚固性能。